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北京学分医学澳门新葡8455陈晓伟组揭细胞内货物运输的新颖分拣机制

人体的每个细胞都如同一个微缩的城市,不同的细胞器构成各种功能区域,既各有分工、又相互协作,一起维持着细胞的生命功能。细胞中功能各异的蛋白质,约有三分之都需要被细胞分泌通路(secretory pathway)精准、及时地运输到正确的区域,进而赋予不同细胞器特定的功能。而理解细胞如何对种类繁多、性质各异的货物进分门别类,是细胞物学面临的挑战之。分医学澳门新葡8455陈晓伟实验室于2018319PNAS上在线发表了题为“A Dimeric Sorting Code for Concentrative Cargo Selection by the COPII Coat”的论文,揭了细胞内种借助“双重密码”的货物分拣机制。

细胞分泌通路利用转运囊泡(transport vesicle)作为传递物质的载体。各种货物从细胞的“合成工厂”内质网起始,通过专职的转运囊泡进分泌通路,经尔基体进一步加工后前往不同的地。在内质个精密的蛋质机器COPII复合体负责转运囊泡的成,也经常借助跨膜的货物受体(cargo receptor)高效的实现不同货物的选择在内质⾯,一个名为SAR1的小G蛋白作为“分子开关”,可以起始COPII复合体的组装,进⽽引发⼀系列蛋-的动态互作,通过货物受体包装不同货物进入运输载体。然而COPII度动态性和跨膜受体的特化性质给分拣机制的研究带来诸多困难。在这篇章中,作者借助邻位生物素标记技术Proximity-dependent Biotinylation),准确捕捉了COPII组装的动态过程。在应系研究货物运输的过程中,发现了个名为LMAN1的货物受体与COPII机器之间存在着结合-解离-再结合的高效循环,进实现了富集和运输。LMAN1基因在患者中的突变会减少凝血因子的分泌,导致遗传性血液病。出乎意料的是,LMAN1COPII机器间高效的分拣过程仅利LMAN1最末尾的两个疏氨基酸,但需要通过多聚化将此简单序列编码为“三维”的信号,可特异地被COPII机器所识别。值得提的是, 除了LMAN1的信号序列外,其它的双疏水氨基酸序列也需要以多聚化的式产分拣信号,故而暗泛的机制:跨膜受体的多聚化组合成三维的“分拣密码”,可能是一种经济、普遍的介导货物识别、分拣的分机制。另外,中建的实验体系也可以为进步发现物质运输在理过程中新的调节因,并解析其作机制提供帮助。 

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北京学分医学澳门新葡8455陈晓伟研究员和University of MichiganDavid Ginsburg教授为本共同通讯作者。分医学澳门新葡8455博⼠⽣聂超为本作者,命科学联合中⼠⽣王惠敏和王锐为该项作出了重要贡献。该研究获得了国家然科学基青年千计划和澳门新葡8455最新网站-点击进入-清华大学生命科学联合中心的持。